Konstantkraftfedern (Rollfedern)

Konstantkraftfedern und Rollfedern für lange Federwege

Konstantkraftfedern, auch Rollfedern genannt, bestehen aus einem vorgespannten, flachen Federband, das sich im unbelasteten Zustand zu einer eng anliegenden Rolle aufwickelt. Wird das freie Ende herausgezogen, wirkt die Feder der Abrollbewegung mit einer über den nutzbaren Federweg annähernd gleichbleibenden Kraft entgegen.

Im Unterschied zu klassischen Zug- oder Druckfedern steigt die Kraft nicht proportional mit dem Federweg an. Nach einer kurzen Anfangsauslenkung erreicht die Konstantkraftfeder ihre angegebene Nennkraft und hält diese über einen großen Teil des Arbeitswegs nahezu konstant.

Dadurch eignen sich Rollfedern besonders zum Gewichtsausgleich, Rückholen, Spannen und Positionieren beweglicher Bauteile. Typische Anwendungen sind Schubladen, Abdeckungen, Schiebetüren, Kabelrückzüge, Messgeräte, Automaten, Haushaltsgeräte, medizinische Geräte und industrielle Führungssysteme.

Bedeutung der Angaben in der Produkttabelle

Materiallänge L0 und maximale Arbeitslänge Lmax dürfen nicht verwechselt werden. Ein Teil des Federbandes muss auch bei maximalem Auszug auf der Trommel beziehungsweise in der aufgerollten Feder verbleiben.

Die passende Konstantkraftfeder auswählen

Gehen Sie bei der Auswahl möglichst in dieser Reihenfolge vor:

1. Benötigte Kraft bestimmen: Ermitteln Sie, welche Zugkraft zum Rückholen, Spannen oder Ausgleichen des beweglichen Bauteils erforderlich ist.

2. Arbeitsweg festlegen: Der tatsächlich benötigte Hub muss zwischen L1 und Lmax liegen.

3. Lebensdauer berücksichtigen: Wählen Sie eine Ausführung, deren angegebene Hubzahl zur erwarteten Nutzung passt.

4. Bauraum prüfen: Kontrollieren Sie Materialbreite, Rollendurchmesser, Trommeldurchmesser und den Platz für das ausgezogene Federband.

5. Befestigung festlegen: Das freie Bandende und die Federrolle müssen sicher mit den vorgesehenen Bauteilen verbunden werden.

6. Führung vorsehen: Das Federband darf sich beim Aus- und Einrollen nicht verdrehen, verkanten oder seitlich ausbeulen.

7. Umgebung bewerten: Feuchtigkeit, Temperatur, Reinigungsmittel und weitere Medien müssen mit dem Werkstoff vereinbar sein.

Bei einer Anwendung zum Gewichtsausgleich sollte die Federkraft möglichst nahe an der tatsächlich wirkenden Gewichtskraft liegen. Mehrere Konstantkraftfedern können parallel eingesetzt werden, wenn eine höhere Gesamtkraft erforderlich ist. Zwei Federn mit jeweils 10 N erzeugen bei gleichmäßiger Belastung zusammen ungefähr 20 N.

Einbauvarianten

Bei der üblichen Montage wird die Feder eng um eine Trommel gelegt. Die Rolle wird gelagert oder an einem festen Bauteil gehalten, während das freie Bandende mit dem beweglichen Bauteil verbunden wird.

Alternativ kann das freie Ende fest montiert und die Federrolle mit dem beweglichen Bauteil verbunden werden. Welche Variante besser geeignet ist, hängt von Bauraum, Bewegungsrichtung und Befestigungsmöglichkeiten ab.

Der in der Tabelle angegebene Trommel-Ø Do sollte eingehalten werden. Eine deutlich kleinere Trommel erhöht die Biegebeanspruchung des Federbandes und kann die Lebensdauer reduzieren. Eine ungeeignete oder zu große Trommel kann dagegen zu einem unsicheren Sitz der Federrolle führen.

Hinweise für einen zuverlässigen Betrieb

Das Federband sollte möglichst geradlinig und ohne seitliche Ablenkung aus der Rolle herausgeführt werden. Bei langen Auszügen empfiehlt sich eine Führung, damit das dünne Band nicht knickt, verdreht oder seitlich ausweicht.

Umlenkrollen müssen ausreichend groß sein und dürfen das Federband nicht entgegen seinem natürlichen Biegeradius zurückbiegen. Scharfkantige Führungen, Schrauben oder Gehäuseteile können das Band beschädigen.

Bei maximaler Arbeitslänge müssen noch ausreichend Windungen auf der Trommel verbleiben. Als konstruktive Orientierung sollten mindestens etwa eineinhalb Windungen nicht abgewickelt werden. Ein mechanischer Endanschlag verhindert, dass die Feder über Lmax hinausgezogen wird.

Das Federband darf nicht:

• geknickt oder gefaltet werden,

• über scharfe Kanten laufen,

• seitlich verdreht werden,

• bis zum vollständigen Abwickeln ausgezogen werden,

• ohne technische Prüfung gekürzt, gebohrt oder erwärmt werden.

Die Bandkanten können scharf sein. Bei Montage und Prüfung sollten daher geeignete Schutzhandschuhe und eine Schutzbrille getragen werden. Die Federrolle muss kontrolliert gehalten werden, da sie sich bei unbeabsichtigtem Lösen schnell zurückwickeln kann.

Lebensdauer und Wartung

Die angegebene Lebensdauer beschreibt die vorgesehene Zahl von Hüben bei korrektem Einbau und Nutzung innerhalb der angegebenen Arbeitslänge. Fehlstellungen, eine zu kleine Trommel, Verschmutzung, Korrosion oder ein Überschreiten von Lmax können die erreichbare Lebensdauer deutlich verringern.

Die Feder sollte regelmäßig auf Knicke, Risse, beschädigte Kanten, Abrieb, Korrosion und unsauberes Aufwickeln kontrolliert werden. Beschädigte Konstantkraftfedern dürfen nicht gerichtet oder weiterverwendet werden.

Werkstoff 1.4310

Die Standardausführungen bestehen aus rostfreiem Federbandstahl 1.4310. Dieser Werkstoff bietet gute Federeigenschaften und eine erhöhte Korrosionsbeständigkeit für zahlreiche technische Anwendungen.

Durch die Kaltverfestigung kann das Material leicht magnetisch sein. Bei dauerhaftem Kontakt mit Meerwasser, Chloriden, Säuren oder aggressiven Reinigungsmitteln muss die Beständigkeit für die konkrete Anwendung gesondert geprüft werden.

Häufige Fragen zu Konstantkraftfedern

Ist die Kraft über den gesamten Weg exakt gleich?

Nein. Die Kraft ist über den vorgesehenen Arbeitsbereich annähernd konstant. Während der Anfangsauslenkung und nahe den Einsatzgrenzen können Abweichungen auftreten.

Darf die Feder vollständig abgewickelt werden?

Nein. Auch bei maximalem Auszug müssen mehrere Windungen auf der Trommel verbleiben.

Können mehrere Rollfedern kombiniert werden?

Ja. Parallel eingesetzte Federn können ihre Kräfte addieren, sofern sie gleichmäßig geführt und belastet werden.

Was bedeutet die Lebensdauer in Hüben?

Ein Hub beschreibt eine vollständige Aus- und Einfahrbewegung innerhalb des vorgesehenen Arbeitsbereichs.

Kann das Federband gekürzt werden?

Eine nachträgliche Kürzung verändert Arbeitsweg, Befestigung und Funktion. Sie sollte daher nicht ohne technische Prüfung erfolgen.

Weitere Standard- und Sonderfedern finden Sie in unserer Übersicht zu Federelementen.